基于电磁吸附的输电线路角钢塔攀爬机器人结构设计

通过对输电线路角钢塔攀爬机器人的攀爬环境分析,研制了一种输电线路角钢塔攀爬机器人。该机器人整体结构包括上下臂和上下部手爪,其结构简单,能提高机器人的可靠性和工作效率;手爪采用一种电磁吸附与二自由度冗余机械爪的复合结构,以保证夹持的快速性和可靠性,重点介绍了电磁吸附手爪的分析和设计过程。在此基础上,分析了输电线路角钢塔攀爬机器人的攀爬步态和越障步态,验证了机器人步态的合理性。该机器人可以代替工人攀爬输电线路角钢塔,降低了电力工人的工作风险,提高了工作效率,具有实用和推广价值。     

输电线主动除冰机器人后台监控系统的设计与实现

输电线路覆冰在秋冬季节较为常见,人工除冰效率低且危险性较高,而现有的除冰机器人设计上更注重于除冰的机械性能忽略了在覆冰初期主动除冰的重要性导致除冰效果不佳,本文设计一种主动除冰机器人后台监控系统能够在覆冰初期智能预测主动除冰作业,能大幅降低覆冰可能和除冰难度,实现智能化除冰.该系统由除冰机器人本体、数据采集装置、通信模...     

基于压电圆管的二维全向风能采集器研究

环境风能具有多向性及不稳定性,为了实现平面各方向风能的收集,设计了基于压电圆管和圆柱梁的二维全向风能采集器.不同于传统的薄片梁结构,圆柱梁的对称特性使系统获得了多风向响应能力.基于系统结构和工作原理,进行了理论分析;建立了风能采集器的有限元模型,并进行了仿真分析.在1～8m/s的风速激励下,对采集器的输出性能进行了风洞...     

基于COMSOL的接地网阴极保护仿真分析

针对土壤中施加电流的扁钢,研究电导率的改变对其表面电位、电流密度的影响.借助COMSOL软件腐蚀模块,建立扁钢的阴极保护模型,改变土壤电导率的大小,模拟扁钢的阴极保护情况,得到了扁钢表面电位、电流密度分布曲线.仿真结果表明,其他条件不变,仅增加土壤中的电导率,土壤中电解质电流密度也随之逐渐增大,扁钢的表面电位降低,说明...     

输电线路巡检机器人覆冰厚度测量装置的研究

结合在电力行业的实际应用,针对当前输电线路导线覆冰实时监测装置存在的问题,提出了安装在输电线路巡检机器人平台上使用的一种直接接触测试式的输电线路覆冰厚度测量装置。详细介绍了输电线路覆冰厚度测量装置的传感器选择、结构设计、测量原理,相应的电子电路部分以及数据处理方法。该装置的优势在于不改变原有线路,测量方式可靠,测量结果准确,可以对档距内的线路进行全程测量,较好地解决了当前存在的不足。为进一步进行性能测试打下了基础,为解决输电线路覆冰测量提供了新的解决方案。     

光纤电流互感器光学组件寿命研究

摘要： 针对光纤电流互感器在电力应用中的长期可靠性问题,分析了其光学组件常见的失效模式,阐述了变比误差等关键指标退化的规律。并引入peck加速模型,以温度、湿度为应力因子,开展了三组不同应力水平下的加速寿命试验。根据试验数据计算得出光纤电流互感器光学组件的平均激活能约为0.63eV,推算出在正常工作环境下的寿命约为40.89年。     

双圆筒型电场能采集器输出特性分析与实验研究

存在于电力导线周围的能量中,电场能相较其他形式能量输出更加稳定,但功率相对较小,因此,如何更高效的采集环境电场能十分具有研究意义,针对双圆筒型电场能采集器输出特性展开分析与实验研究。首先,结合Maxwell仿真,针对电力导线周围电场与电势分布特点进行分析,解释了圆筒型电场能采集器的合理性,建立电场取能等效电路,剖析了能量采集器取能原理,根据理论公式推导,分析能量采集器输出特性。其次,建立三维电场能采集器有限元模型,仿真分析了采集器极板长度、内外层极板半径等因素对能量收集的影响。最后,搭建电场取能实验平台,对相关影响因素进行了实验验证。实验表明,实验曲线与理论曲线基本吻合,证明了理论推导的正确性,增大采集器外层板外径或采集器极板长度可有效增大采集器输出电流。     

自主越障巡线机器人控制系统设计

为了自主越障巡线机器人能够安全可靠地完成各项线上工作任务,将其控制系统整合划分为三个子系统：机载控制系统、远程上位机、实时视频传输系统,通过各子系统之间的通信、配合来提高系统整体的稳定性与可靠性。机载控制系统负责电机驱动、电源管理、传感器数据采集、接收与处理远程上位机指令等任务;远程上位机负责发送控制指令、接收并处理机载系统传回的信息(传感器数据、电机状态、机器人状态等);实时视频传输系统负责将机载相机采集的原始或处理后的视频、图像传回后台,以便于远程巡检、控制、故障排查等的使用。在完成了各子系统的设计与软硬件实现后,针对各子系统的各项功能在架空输电线路上进行了多项验证实验,验证了设计的自主越障巡线机器人控制系统的可靠性与稳定性。     

光学互感器电能计量可行性验证

分析了光学互感器应用于电能计量的优势;设计对比平台验证光学电流互感器的电能数字化计量性能,结果表明:0.2级光学电流互感器的抄见电量与0.01级标准电流互感器的抄见电量差别小于0.7%,表明光学电流互感器用于电能计量是具备潜力的,下一步将深入研究其实施可行性。     

一种振动自供能无线传感器的电源管理电路

针对振动能量采集器的输出功率过低不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了振动自供能无线传感器的电源管理电路,根据调谐和阻抗变换原理对能量采集器进行了阻抗匹配,以最大功率对储能超级电容进行充电,对能量存储和电源管理电路的充放电特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路大幅度提高了采集器的输出功率和对储能超级电容充电的效率,当0.47 F超级电容电压达到0.6 V时,能量瞬间释放电路控制超级电容瞬间放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器工作。